一种发动机的齿轮齿条摇臂式可变气门升程机构制造技术

一种发动机的齿轮齿条摇臂式可变气门升程机构，用于解决发动机进气量与发动机运行工况匹配的问题。它包括凸轮轴、摇臂、摇臂轴组件、驱动电机和气门挺柱，其特别之处在于：所述摇臂和摇臂轴组件通过齿轮齿条传动单元装配，所述齿轮齿条传动单元与驱动电机连接。本实用新型专利技术结构简单，便于布置，性能可靠，能满足发动机进气量与发动机不同运行工况匹配的要求、提高了发动机的综合性能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种发动机可变气门升程机构，尤其是一种通过齿轮齿条传动机构改变摇臂轴位置，以实现气门最大开启幅度连续变化的可变气门升程机构，属于燃烧发动机

技术介绍
对于发动机的摇臂驱动式气门来讲，气门升程是由凸轮轴的凸轮型线及摇臂比决定的，当凸轮基圆与摇臂主动臂接触时，位于摇臂从动臂一端气门的头部与设置在发动机气缸盖上的气门座圈贴合，此时气门处于关闭状态；当凸轮桃尖与摇臂主动臂接触时，位于摇臂从动臂一端的气门向下运动，其头部与设置在发动机气缸盖上的气门座圈分离，此时气门处于开启状态。由于发动机凸轮轴的凸轮型线是固定不变的，因此一般发动机气门升程是一定的，气门开启幅度为固定值，由此造成了配气机构进气量难以与发动机运行工况匹配的后果，严重影响了发动机的动力性能和经济性能。为解决上述问题，人们在可变气门升程技术方面进行了探索，目前不同形式的可变气门升程机构已应用于汽车发动机上，但它们大多不能实现气门升程的连续改变，虽然少数车型上安装了全可变气门升程机构，但因其成本高、可靠性较低，限制了该技术的推广运用。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种结构简单、便于布置、可靠性好、能匹配发动机不同运行工况、提高发动机综合性能的发动机的齿轮齿条摇臂式可变气门升程机构。本技术所述问题是以下述技术方案实现的:一种发动机的齿轮齿条摇臂式可变气门升程机构，它包括凸轮轴、摇臂、摇臂轴组件、驱动电机和气门挺柱，其特别之处在于:所述摇臂和摇臂轴组件通过齿轮齿条传动单元装配，所述齿轮齿条传动单元与驱动电机连接。上述发动机的齿轮齿条摇臂式可变气门升程机构，所述摇臂主动臂与凸轮轴配装，其从动臂与气门挺柱配装，在摇臂的底面上设置与摇臂轴组件匹配的齿条。上述发动机的齿轮齿条摇臂式可变气门升程机构，所述摇臂轴组件包括齿轮轴，连接板、滚子和滚子轴，所述齿轮轴上设有与摇臂底面上齿条配装的齿轮，齿轮轴与连接板铰接。上述发动机的齿轮齿条摇臂式可变气门升程机构，所述连接板为倒置的三角形结构，其下部与齿轮轴配装，在其上部左右对称装配两个滚子轴。上述发动机的齿轮齿条摇臂式可变气门升程机构，所述滚子轴与滚子固定装配，所述滚子为圆柱体结构，其外圆面与摇臂上端面匹配。上述发动机的齿轮齿条摇臂式可变气门升程机构，所述驱动电机为由发动机ECU控制的伺服电机，其输出轴与摇臂轴组件的齿轮轴连接。本技术的摇臂是以齿轮轴为支点的杠杆结构，它可通过对齿轮轴位置的调整实现杠杆支点的变化，从而改变杠杆比，达到在凸轮轴固定凸轮型线驱动下，使位于杠杆从动臂一端的气门上下移动距离发生变化的目的；本技术对齿轮轴位置的调整是由发动机ECU控制驱动电机运转，再由驱动电机带动齿轮轴上齿轮与摇臂齿条啮合传动实现的，为保证齿轮齿条传动机构的平稳运行，在摇臂轴组件的连接板上部左右对称设置两个滚子轴，通过滚子轴上的滚子在摇臂上端面的滚动，为齿轮齿条传动机构提供导向作用，同时滚子与摇臂上端面的滚动方式减少了两者之间的摩擦阻力。总之，本技术结构简单，便于布置，性能可靠，能满足发动机进气量与发动机不同运行工况匹配的要求、提高了发动机的综合性能。以下结合附图对本技术作进一步说明。附图说明图1是本技术主要结构示意图；图2是本技术在发动机低速小负荷工况下，气门关闭状态示意图；图3是本技术在发动机低速小负荷工况下，气门开启状态示意图；图4是本技术在发动机高速大负荷工况下，气门关闭状态示意图；图5是本技术在发动机高速大负荷工况下，气门开启状态示意图；图6是第二个实施例主要结构示意图；图7是第二个实施例在发动机低速小负荷工况下，气门关闭状态示意图；图8是第二个实施例在发动机低速小负荷工况下，气门开启状态示意图；图9是第二个实施例在发动机高速大负荷工况下，气门关闭状态示意图；图10是第二个实施例在发动机高速大负荷工况下，气门开启状态示意图图中各标号清单为:1、凸轮轴，2、摇臂,2-1、齿条,3、滚子轴,4、连接板,5、滚子,6、气门挺柱，7、齿轮轴，7-1、齿轮，8、气门，9、发动机缸盖进气道，10、发动机缸盖，11、气门座圈。具体实施方式参看图1，本技术包括凸轮轴1、摇臂2、摇臂轴组件、驱动电机和气门挺柱6，所述摇臂2的主动臂与凸轮轴I配装，其从动臂与气门挺柱6配装，在摇臂的底面上设置与摇臂轴组件匹配的齿条2-1，所述摇臂轴组件包括齿轮轴7，连接板4、滚子5和滚子轴3，所述齿轮轴7与由发动机ECU控制的驱动电机输出轴连接，在齿轮轴上设有与摇臂底面上齿条2-1配装的齿轮7-1，齿轮轴7还与连接板4铰接，所述连接板4为倒置的三角形结构，在其上部左右对称装配两个滚子轴3，所述滚子轴3与圆柱体结构的滚子5固定装配，滚子5的外圆面与摇臂2上端面匹配。参看图1，本技术的摇臂2是以齿轮轴7为支点的杠杆结构，根据杠杆原理，在杠杆的动力臂长度相同的情况下，通过调整受力点与支点之间的距离，使阻力臂的长度随之发生变化，从而实现改变杠杆比的大小。本技术可通过凸轮轴7驱动摇臂2纵向运动调整实现杠杆受力点的变化，从而改变摇臂驱动机构的摇臂比，达到在凸轮轴固定凸轮型线驱动下，使位于杠杆从动臂一端的气门升程发生变化的目的；本技术对齿轮轴7位置的调整是由发动机E⑶根据不同发动机运行工况控制，使驱动电机向不同方向运转，再由驱动电机带动齿轮轴7上齿轮7-1与摇臂齿条2-1啮合传动实现的，为保证齿轮齿条传动机构的平稳运行，在摇臂轴组件的连接板4上部左右对称设置两个滚子轴3，通过滚子轴3上的滚子5在摇臂2上端面的滚动，为齿轮齿条传动机构提供导向作用，同时滚子5与摇臂2上端面的滚动方式减少了两者之间的摩擦阻力。参看图1、图2、图3，本技术的第一个实施例是将凸轮轴1、摇臂轴7、气门挺柱6布置于摇臂2的下面，其中凸轮轴I和气门挺住6位于摇臂轴的左、右两侧。在发动机在低速小负荷运行工况下，发动机E⑶控制驱动电机运转，再由驱动电机带动齿轮轴7上齿轮7-1与摇臂齿条2-1啮合传动，将摇臂轴组件移动至摇臂2的右侧位置处。当凸轮基圆与摇臂2接触时，气门8在气门挺柱6带动下与发动机缸盖上的气门座圈11贴合，此时气门处于关闭状态；当凸轮桃尖与摇臂2接触时，气门8在气门挺柱6带动下向下移动，气门头部发动机缸盖上的气门座圈11分离，此时气门处于较小幅度的开启状态，少量的空气由发动机缸盖进气道10进入气缸。参看图4、图5，本技术的第一个实施例在发动机在高速大负荷运行工况下，发动机ECU控制驱动电机反向运转，再由驱动电机带动齿轮轴7上齿轮7-1与摇臂齿条2-1啮合传动，将摇臂轴组件移动至摇臂2的左侧位置处，当凸轮基圆与摇臂2接触时，气门8在气门挺柱6带动下与发动机缸盖上的气门座圈11贴合，此时气门处于关闭状态；当凸轮桃尖与摇臂2接触时，气门8在气门挺柱6带动下向下移动，气门头部发动机缸盖上的气门座圈11分离，此时气门处于较大幅度的开启状态，大量的空气由发动机缸盖进气道10进入气缸。参看图6 图10，为本技术的第二个实施例，在该实施例中凸轮轴I布置于摇臂2上方，位于摇臂轴7和气门挺柱之间，摇臂轴7和气门挺柱6布置于摇臂2下方，即凸轮轴I与摇臂轴7、气门挺柱6分别位于摇臂2的上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机的齿轮齿条摇臂式可变气门升程机构，它包括凸轮轴（1）、摇臂（2）、摇臂轴组件、驱动电机和气门挺柱（6），其特征是，所述摇臂（2）和摇臂轴组件通过齿轮齿条传动单元装配，所述齿轮齿条传动单元与驱动电机连接。

【技术特征摘要】
1.一种发动机的齿轮齿条摇臂式可变气门升程机构，它包括凸轮轴(I)、摇臂(2)、摇臂轴组件、驱动电机和气门挺柱(6)，其特征是，所述摇臂(2)和摇臂轴组件通过齿轮齿条传动单元装配，所述齿轮齿条传动单元与驱动电机连接。2.根据权利要求1所述的一种发动机的齿轮齿条摇臂式可变气门升程机构，其特征是，所述摇臂(2)的主动臂与凸轮轴(I)配装，其从动臂与气门挺柱(6)配装，在摇臂的底面上设置与摇臂轴组件匹配的齿条(2-1)。3.根据权利要求2所述的一种发动机的齿轮齿条摇臂式可变气门升程机构，其特征是，所述摇臂轴组件包括齿轮轴(7)，连接板(4)、滚子(5)和滚子轴(3)，所述齿轮轴(7)上设有与摇臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，王振喜，马兴兴，王福志，王帅，宋东先，
申请(专利权)人：长城汽车股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：